유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.

28문제 · 2 / 2쪽

21.APEX · 3.1절 · 15번우리말 번역

연습문제 9–16에서, 그래프에 표시된 점에서 f ′(x)f\,'(x) 의 값을 구하세요.

f(x)={x2x≤0x5x>0\displaystyle f(x) = \left\{\begin{array}{cc} x^2 & x\leq 0 \\ x^5 & x> 0 \end{array} \right.

그림

영어 원문 보기

In Exercises 9–16, evaluate f ′(x)f\,'(x) at the points indicated in the graph.

f(x)={x2x≤0x5x>0\displaystyle f(x) = \left\{\begin{array}{cc} x^2 & x\leq 0 \\ x^5 & x> 0 \end{array} \right.

figure

정답·풀이 보기

f ′(0)=0f\,'(0) = 0

원본 교재 풀이(영어)

f ′(0)=0f\,'(0) = 0

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 3.1절 · 3번
# 극대와 극소그래프·표 해석자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
22.APEX · 3.1절 · 16번우리말 번역

연습문제 9–16에서, 그래프에 표시된 점에서 f ′(x)f\,'(x) 의 값을 구하세요.

f(x)={x2x≤0xx>0\displaystyle f(x) = \left\{\begin{array}{cc} x^2 & x\leq 0 \\ x & x> 0 \end{array} \right.

그림

영어 원문 보기

In Exercises 9–16, evaluate f ′(x)f\,'(x) at the points indicated in the graph.

f(x)={x2x≤0xx>0\displaystyle f(x) = \left\{\begin{array}{cc} x^2 & x\leq 0 \\ x & x> 0 \end{array} \right.

figure

정답·풀이 보기

f ′(0)f\,'(0) 은 정의되지 않는다

원본 교재 풀이(영어)

f ′(0)f\,'(0) is not defined

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.3절 · 38번
# 극대와 극소그래프·표 해석자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
23.CLP-1 · 3.5절 · 1번우리말 번역

아래 그래프에 나타난 f(x)f(x) 의 임계점과 특이점을 모두 찾으세요.

이 중 극값에 해당하는 것은 어느 것인가요?

그림

영어 원문 보기

Identify every critical point and every singular point of f(x)f(x) shown on the graph below.

Which correspond to local extrema?

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정답·풀이 보기

그림

x=0x=0 일 때 곡선 y=f(x)y=f(x) 의 접선이 수평인 것으로 보이므로 x=0x=0 은 임계점이다. 그러나 이 점은 극값이 아니다. 00 근처의 모든 xx 에 대해 f(0)≥f(x)f(0) \geq f(x) 인 것도 아니고, 00 근처의 모든 xx 에 대해 f(0)≤f(x)f(0) \leq f(x) 인 것도 아니기 때문이다.

xx축의 오른쪽에는 f(x)f(x) 의 도함수가 존재하지 않는 뾰족한 점이 있다. 이 뾰족한 점에 해당하는 xx 값(이를 aa 라 하자)은 특이점이며, f(x)f(x) 는 x=ax=a 에서 극댓값을 가진다.

원본 교재 풀이(영어)

figure

When x=0x=0, the curve y=f(x)y=f(x) appears to have a flat tangent line, so the x=0x=0 is a critical point. However, it is not a local extremum: it is not true that f(0)≥f(x)f(0) \geq f(x) for all xx near 0, and it is not true that f(0)≤f(x)f(0) \leq f(x) for all xx near 0.

To the right of the xx-axis, there is a spike where the derivative of f(x)f(x) does not exist. The xx-value corresponding to this spike (call it aa) is a singular point, and f(x)f(x) has a local maximum at x=ax=a.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.3절 · 38번
# 극대와 극소그래프·표 해석기본자동 분류
24.CLP-1 · 3.5절 · 2번우리말 번역

아래 그래프에 나타난 f(x)f(x) 의 임계점과 특이점을 모두 찾으세요. 이 중 극값에 해당하는 것은 어느 것인가요? 나타난 구간에서 최댓값·최솟값에 해당하는 것은 어느 것인가요?

그림

영어 원문 보기

Identify every critical point and every singular point of f(x)f(x) on the graph below. Which correspond to local extrema? Which correspond to global extrema over the interval shown?

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정답·풀이 보기

그림

파란 점에 해당하는 xx 좌표(이를 aa 라 하자)는 x=ax=a 에서 f(x)f(x) 의 접선이 수평이므로 임계점이다. 그 근처에 더 낮은 점이 없고, 실제로 나타난 구간 전체에서도 더 낮은 점이 없으므로 f(x)f(x) 는 x=ax=a 에서 극솟값과 최솟값을 모두 가진다.

함수가 어떤 점에서 연속이 아니면 그 점에서 미분가능하지 않다. 따라서 불연속인 곳에 해당하는 xx 좌표(이를 bb 라 하자)는 특이점이다. bb 의 바로 오른쪽에서는 f(x)f(x) 의 값이 더 낮고 bb 의 바로 왼쪽에서는 더 높으므로, f(x)f(x) 는 x=bx=b 에서 극값도 (최댓값이나 최솟값도) 가지지 않는다.

원본 교재 풀이(영어)

figure

The xx-coordinate corresponding to the blue dot (let's call it aa) is a critical point, because the tangent line to f(x)f(x) at x=ax=a is horizontal. There is no lower point nearby, and actually no lower point on the whole interval shown, so f(x)f(x) has both a local minimum and a global minimum at x=ax=a.

If a function is not continuous at a point, then it is not differentiable at that point. So, the xx-coordinate corresponding to the discontinuity (let's call it bb) is a singular point. Values of f(x)f(x) immediately to the right of bb are lower, and values immediately to the left of bb are higher, so f(x)f(x) has no local (or global) extremum at x=bx=b.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.3절 · 10번
# 극대와 극소그래프·표 해석기본자동 분류
25.CLP-1 · 3.5절 · 3번우리말 번역

f(2)f(2) 가 극댓값이지만 최댓값은 아닌 그래프 y=f(x)y=f(x) 를 그리세요.

영어 원문 보기

Draw a graph y=f(x)y=f(x) where f(2)f(2) is a local maximum, but it is not a global maximum.

정답·풀이 보기

가능한 답 중 하나가 아래에 나와 있다.

그림

아래에 나타낸 빨간 구간의 모든 xx 에 대해 f(2)≥f(x)f(2) \geq f(x) 이므로 f(2)f(2) 는 극댓값이다. 그러나 파란 점은 어떤 xx 에 대해 f(x)>f(2)f(x)>f(2) 임을 보여 주므로 f(2)f(2) 는 최댓값이 아니다.

그림

원본 교재 풀이(영어)

One possible answer is shown below.

figure

For every xx in the red interval shown below, f(2)≥f(x)f(2) \geq f(x), so f(2)f(2) is a local maximum. However, the point marked with a blue dot shows that f(x)>f(2)f(x)>f(2) for some xx, so f(2)f(2) is not a global maximum.

figure

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.3절 · 16번
# 극대와 극소그래프·표 해석기본자동 분류
26.CLP-1 · 3.5절 · 5번우리말 번역

아래에는 여러 곡선이 있으며, 모두 x=2x=2 에서 특이점을 가진다. 각각에 대해 x=2x=2 가 극댓값인지, 극솟값인지, 아니면 둘 다 아닌지 표시하세요.

그림

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영어 원문 보기

Below are a number of curves, all of which have a singular point at x=2x=2. For each, label whether x=2x=2 is a local maximum, a local minimum, or neither.

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정답·풀이 보기

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그림

그림

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첫 번째 곡선에서는 x=2x=2 에서의 함숫값(즉, 속이 찬 점의 yy 값)이 주변의 어떤 값보다도 크므로 극댓값이다.

두 번째 곡선에서는 x=2x=2 에서의 함숫값(즉, 속이 찬 점의 yy 값)이 왼쪽의 모든 값보다는 크지만, 바로 오른쪽의 값들보다는 작다. (아래에 다시 나타낸 그래프에서 f(x)f(x) 는 빨간 부분의 모든 값보다 크고, 파란 부분의 모든 값보다 작다.) 따라서 극댓값도 극솟값도 아니다.

그림

마찬가지로 세 번째 곡선에서는 f(2)f(2) 가 오른쪽의 값들보다 작고 왼쪽의 값들보다 크므로 극솟값도 극댓값도 아니다.

마지막 곡선에서는 f(2)f(2) (속이 찬 점의 yy 값임을 기억하자)가 바로 왼쪽과 오른쪽의 모든 값(예를 들어 아래에 빨간색으로 표시한 구간에서)보다 크므로 극댓값이다.

그림

원본 교재 풀이(영어)

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For the first curve, the function's value at x=2x=2 (that is, the yy-value of the solid dot) is higher than anything around it. So, it's a local maximum.

For the second curve, the function's value at x=2x=2 (that is, the yy-value of the solid dot) is higher than everything to the left, but lower than values immediately to the right. (On the graph reproduced below, f(x)f(x) is higher than everything in the red section, and lower than everything in the blue section.) So, it is neither a local max nor a local min.

figure

Similarly, for the third curve, f(2)f(2) is lower than the values to the right of it, and higher than values to the left of it, so it is neither a local minimum nor a local maximum.

In the final curve, f(2)f(2) (remember–this is the yy-value of the solid dot) is higher than everything immediately to the left or right of it (for instance, over the interval marked in red below), so it is a local maximum.

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한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.3절 · 18번
# 극대와 극소그래프·표 해석도전자동 분류
27.Active Calculus · 3.3절 · 10번우리말 번역

gg 가 미분가능한 함수이고 g′(2)=0g'(2) = 0 이라 하자. 또한 1<x<21 < x< 2 와 2<x<32 < x < 3 에서 g′(x)g'(x) 가 양수임이 알려져 있다고 하자.

(a) x=2x = 2 에서 gg 는 극댓값, 극솟값을 갖는지, 아니면 둘 다 갖지 않는지 답하세요. 그 이유는 무엇인가요? (b) 1<x<31 < x < 3 인 모든 xx 에 대해 g′′(x)g''(x) 가 존재한다고 하자. 그래프를 이용하여 추론하여, 22 에 가까운 xx 의 값에서 g′′(x)g''(x) 의 변화 양상을 설명하세요. (c) x=2x = 2 가 gg 의 임계수라는 점 외에, gg 의 그래프의 모양 측면에서 x=2x = 2 라는 값이 갖는 특별한 점은 무엇인가요?

영어 원문 보기

Suppose that gg is a differentiable function and g′(2)=0g'(2) = 0. In addition, suppose that on 1<x<21 < x< 2 and 2<x<32 < x < 3 it is known that g′(x)g'(x) is positive.

(a) Does gg have a local maximum, local minimum, or neither at x=2x = 2? Why? (b) Suppose that g′′(x)g''(x) exists for every xx such that 1<x<31 < x < 3. Reasoning graphically, describe the behavior of g′′(x)g''(x) for xx-values near 22. (c) Besides being a critical number of gg, what is special about the value x=2x = 2 in terms of the behavior of the graph of gg?

정답·풀이 보기

(a) f′f' 가 x=2x = 2 에서 부호가 바뀌지 않으므로 gg 는 x=2x = 2 에서 극댓값도 극솟값도 갖지 않는다. (b) g′(2)=0g'(2) = 0 이고 1<x<21 < x < 2 와 2<x<32 < x < 3 에서 g′g' 가 양수이므로, 1<x<21 < x < 2 에서 g′g' 는 감소하고 2<x<32 < x < 3 에서 g′g' 는 증가해야 한다. g′g' 가 x=2x = 2 에서 감소에서 증가로 바뀌므로 g′g' 는 x=2x = 2 에서 극솟값을 갖고, 따라서 g′′(2)=0g''(2) = 0 이다. 또한 g′′(x)g''(x) 는 x=2x = 2 에서 음수에서 양수로 부호가 바뀌어야 한다. 즉, 1<x<21 < x < 2 에서 g′′g'' 는 음수이고 2<x<32 < x < 3 에서 g′′g'' 는 양수이다. (c) gg 는 x=2x = 2 에서 수평인 접선을 갖고, x=2x = 2 이전에는 증가하며 x=2x = 2 이후에는 감소하고, x=2x = 2 이전에는 위로 볼록이며 x=2x = 2 이후에는 아래로 볼록이므로, gg 는 x=2x = 2 에서 변곡점을 갖는다.

원본 교재 풀이(영어)

(a) gg has neither a local maximum nor local minimum at x=2x = 2 because f′f' does not change sign at x=2x = 2. (b) Because g′(2)=0g'(2) = 0 and g′g' is positive for 1<x<21 < x < 2 and for 2<x<32 < x < 3, it must be that g′g' is decreasing for 1<x<21 < x < 2 and g′g' is increasing for 2<x<32 < x < 3. Since g′g' changes from decreasing to increasing at x=2x = 2, it follows that g′g' has a local minimum at x=2x = 2 and thus g′′(2)=0g''(2) = 0. In addition, g′′(x)g''(x) must change sign from negative to positive at x=2x = 2. In particular, g′′g'' is negative for 1<x<21 < x < 2 and positive for 2<x<32 < x < 3. (c) gg has a horizontal tangent line at x=2x = 2, is increasing before x=2x = 2 and decreasing after x=2x = 2, and concave down before x=2x = 2 and concave up after x=2x = 2, and thus gg has a point of inflection at x=2x = 2.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Active Calculus · 3.3절 · 12번
# 극대와 극소그래프·표 해석자동 분류
Active Calculus CC BY-SA우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
28.Active Calculus · 3.3절 · 13번우리말 번역

함수 pp 의 이계도함수가 p′′(x)=(x+1)(x−2)e−xp''(x) = (x+1)(x-2)e^{-x} 이라고 하자.

(a) pp 의 이계도함수 부호표를 만들고, pp 의 모든 변곡점을 구하세요. (b) x=5−12x = \frac{\sqrt{5}-1}{2} 가 pp 의 임계점임을 추가로 안다고 하자. x=5−12x = \frac{\sqrt{5}-1}{2} 에서 pp 는 극솟값, 극댓값, 또는 둘 다 아닌 값 중 어느 것을 가지는지 판단하세요. 그 이유는 무엇인지 설명하세요. (c) 점 (2,12e2)(2, \frac{12}{e^2}) 이 y=p(x)y = p(x) 의 그래프 위에 있고 p′(2)=−5e2p'(2) = -\frac{5}{e^2} 일 때, x=2x = 2 인 점에서 y=p(x)y = p(x) 의 접선의 방정식을 구하세요. 이 값에서 접선은 곡선의 위쪽에 있는지, 아래쪽에 있는지, 아니면 어느 쪽도 아닌지 판단하세요. 그 이유는 무엇인지 설명하세요.

영어 원문 보기

Let pp be a function whose second derivative is p′′(x)=(x+1)(x−2)e−xp''(x) = (x+1)(x-2)e^{-x}.

(a) Construct a second derivative sign chart for pp and determine all inflection points of pp. (b) Suppose you also know that x=5−12x = \frac{\sqrt{5}-1}{2} is a critical number of pp. Does pp have a local minimum, local maximum, or neither at x=5−12x = \frac{\sqrt{5}-1}{2}? Why? (c) If the point (2,12e2)(2, \frac{12}{e^2}) lies on the graph of y=p(x)y = p(x) and p′(2)=−5e2p'(2) = -\frac{5}{e^2}, find the equation of the tangent line to y=p(x)y = p(x) at the point where x=2x = 2. Does the tangent line lie above the curve, below the curve, or neither at this value? Why?

정답·풀이 보기

(a) p′′(x)=0p''(x)=0 이 되는 것은 x=−1x=-1 과 x=2x=2 일 때이다. pp 의 이계도함수 부호표를 보면 −1<x<2-1 < x < 2 일 때 p′′(x)p''(x) 는 음수이고, xx 의 그 밖의 모든 값에서는 양수이다. p′′p'' 의 부호가 x=−1x = -1 과 x=2x = 2 에서 바뀌므로 pp 는 x=−1x = -1 과 x=2x = 2 에서 변곡점을 가진다. 특히 pp 는 −1<x<2-1 < x < 2 에서 위로 볼록이고, xx 의 그 밖의 모든 값에서는 아래로 볼록이다. (b) p′′(5−12)p''\left(\frac{\sqrt{5}-1}{2} \right) 를 계산하면 p′′(5−12)≈−1.205p''\left(\frac{\sqrt{5}-1}{2} \right) \approx -1.205 이므로, pp 는 x=5−12x = \frac{\sqrt{5}-1}{2} 에서 위로 볼록이다. 이 점에서 pp 의 접선이 수평이므로, 이계도함수 판정법에 의해 pp 는 x=5−12x = \frac{\sqrt{5}-1}{2} 에서 극댓값을 가진다. (c) p(2)=12e2p(2) = \frac{12}{e^2} 이고 p′(2)=−5e2p'(2) = -\frac{5}{e^2} 이므로, x=2x = 2 에서 pp 의 접선의 방정식은 y=−5e2(x−2)+12e2y = -\frac{5}{e^2}(x-2) + \frac{12}{e^2} 이다. x=2x = 2 에서 접선이 y=p(x)y=p(x) 의 그래프의 위쪽에 있는지 아래쪽에 있는지 판단하기 위해 pp 의 오목·볼록을 살펴본다. p′′(2)=0p''(2) = 0 이고 pp 는 x=2x = 2 의 왼쪽에서 위로 볼록, 오른쪽에서 아래로 볼록임을 상기하자. 따라서 접선은 x=2x = 2 에서 y=p(x)y = p(x) 의 그래프 아래쪽에만 있거나 위쪽에만 있지 않으며, x=2x = 2 의 오른쪽에서는 y=p(x)y = p(x) 의 아래쪽에, x=2x = 2 의 왼쪽에서는 y=p(x)y = p(x) 의 위쪽에 있다.

원본 교재 풀이(영어)

(a) Note that p′′(x)=0p''(x)=0 at x=−1x=-1 and x=2x=2. The second derivative sign chart for pp shows that p′′(x)p''(x) is negative for −1<x<2-1 < x < 2 and positive for all other values of xx. Since p′′p'' changes sign at x=−1x = -1 and x=2x = 2, pp has points of inflection at x=−1x = -1 and x=2x = 2. In particular, pp is concave down for −1<x<2-1 < x < 2 and concave up for all other values of xx. (b) If we compute p′′(5−12)p''\left(\frac{\sqrt{5}-1}{2} \right), we find that p′′(5−12)≈−1.205p''\left(\frac{\sqrt{5}-1}{2} \right) \approx -1.205, which means that pp is concave down at x=5−12x = \frac{\sqrt{5}-1}{2}. Since pp has a horizontal tangent line at this point, it follows that pp has a local maximum at x=5−12x = \frac{\sqrt{5}-1}{2} by the second derivative test. (c) Since p(2)=12e2p(2) = \frac{12}{e^2} and p′(2)=−5e2p'(2) = -\frac{5}{e^2}, the equation of the tangent line to pp at x=2x = 2 is given by y=−5e2(x−2)+12e2y = -\frac{5}{e^2}(x-2) + \frac{12}{e^2}. To determine whether the tangent line lies above or below the graph of y=p(x)y=p(x) at x=2x = 2, we consider the concavity of pp. Recall we know that p′′(2)=0p''(2) = 0 and that pp is concave down to the left of x=2x = 2 and concave up to the right. Thus, the tangent line lies neither solely below nor solely above the graph of y=p(x)y = p(x) at x=2x = 2; it lies below y=p(x)y = p(x) to the right of x=2x = 2 and above y=p(x)y = p(x) to the left of x=2x = 2.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.3절 · 50번
# 극대와 극소그래프·표 해석자동 분류
Active Calculus CC BY-SA우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)